從技術角度看無線傳感網
華夏物聯網報道:在諸多行業和領域已有應用的無線傳感網(WirelessSensorNetworks,縮寫為WSN)就是物聯網的一種形式。無線傳感網的定義是:隨機分布的集成有傳感器、數據處理單元和通信單元的微小節點,通過自組織方式構成的無線網絡。無線傳感網按其功能抽象可以分為五個層次:基礎層(傳感器集合)、網絡層(通信網絡)、中間件層、數據處理和管理層以及應用開發層。其中,基礎層以研究新型傳感器和傳感系統為核心,包括應用新的傳感原理、使用新的材料以及采用新的結構設計等,以降低能耗、提高敏感性、選擇性、響應速度、動態范圍、準確度、穩定性以及在惡劣環境條件下工作的能力。
無線傳感網通過節點中內置的不同傳感器檢出被測環境中的溫度、濕度、噪聲、光強度、壓力、土壤成分、移動物體的速度和方向等信息,并通過內置的數據處理及通信單元完成相關處理與通信任務。
微電子機械加工(MEMS)技術的發展為傳感器的微型化提供了可能,微處理技術的發展促進了傳感器的智能化,通過MEMS技術和射頻(RF)通信技術的融合促進了無線傳感器及其網絡的誕生。傳統的傳感器正逐步實現微型化、智能化、信息化、網絡化,正經歷著一個從傳統傳感器(DumbSensor)→智能傳感器(SmartSensor)→嵌入式Web傳感器(EmbeddedWebSensor)的內涵不斷豐富的發展過程。這是這種變化,加速了物聯網的普及,讓人們對物聯網的前期充滿期待。
從技術角度看無線傳感網,可以總結出三個主要特性:
•環境感知網絡
–具有對外部的感知能力,是實現“物與物、人與物”之間的信息交互的關鍵
–環境信息數據最終接入骨干網
–是未來“泛在網”的神經末梢
•無線自組織網絡
–無線短距離通信
–自組織聯網實現信息傳輸
–自主管理、修復網絡
•資源受限網絡
–低成本,低功耗——計算、通信能力弱
–節點電源供給
–節點易失效或者被破壞
對物聯網的應用前景,業界都很看好。但是,在無線傳感網真正向泛在的物聯網實現的過程中,也面臨著技術方面的挑戰。
挑戰一:低成本,低功耗,高可靠性,微型化
-大規模隨機部署,無基礎設施
-能量管理,環境差異大
-片上系統實現技術-最大化的集成
挑戰二:資源受限無線自組織網絡協議
-自組織網絡媒體接入、鏈路控制協議
-能量敏感的多跳路由協議
-海量冗余數據融合協議
挑戰三:大規模,自組織的網絡維護技術
[FS:PAGE]-網絡拓撲的管理。
-網絡容錯和自動維護功能
-數據安全性
-時間同步,節點定位
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